Бид нийтлэлдээ прокариот ба эукариотуудын бүтцийг авч үзэх болно. Эдгээр организмууд нь зохион байгуулалтын түвшинд ихээхэн ялгаатай байдаг. Үүний шалтгаан нь генетикийн мэдээллийн бүтцийн онцлог юм.
Прокариот эсийн бүтцийн онцлог
Прокариотууд нь эс нь цөм агуулаагүй бүх амьд организм юм. Орчин үеийн амьд байгалийн таван хаант улсын төлөөлөгчдөөс зөвхөн нэг нь - Бактери. Бидний авч үзэж буй прокариотуудад хөх ногоон замаг болон археа орно.
Эсэд нь үүссэн цөм байхгүй ч удамшлын материал агуулдаг. Энэ нь удамшлын мэдээллийг хадгалах, дамжуулах боломжийг олгодог боловч нөхөн үржихүйн янз бүрийн аргуудыг хязгаарладаг. Бүх прокариотууд эсээ хоёр хуваах замаар үрждэг. Тэд митоз ба мейозын хуваагдал хийх чадваргүй.
Прокариот ба эукариотуудын бүтэц
Прокариот ба эукариотуудыг ялгах бүтцийн онцлог нь нэлээд ач холбогдолтой. Энэ нь удамшлын материалын бүтцээс гадна олон эрхтэнд хамаарна. Ургамал, мөөгөнцөр, амьтан зэрэг эукариотууд нь цитоплазмд агуулагддагмитохондри, Голги цогцолбор, эндоплазмын тор, олон пластид. Прокариотуудад тэдгээр нь байдаггүй. Аль аль нь байдаг эсийн хана нь химийн найрлагаараа ялгаатай. Бактерийн хувьд энэ нь нарийн төвөгтэй нүүрс ус пектин эсвэл муреинаас бүрддэг бол ургамалд целлюлоз, мөөгөнцөрт хитин дээр суурилдаг.
Нээлтийн түүх
Прокариотуудын бүтэц, амьдралын онцлогийг эрдэмтэд 17-р зуунд л мэддэг болсон. Хэдийгээр эдгээр амьтад дэлхий дээр үүссэн цагаасаа хойш оршин тогтнож байсан ч гэсэн. 1676 онд анх тэдгээрийг бүтээгч Энтони ван Левенгук оптик микроскопоор судалжээ. Бүх бичил биетүүдийн нэгэн адил эрдэмтэн тэднийг "амьтан" гэж нэрлэсэн. "Бактери" гэсэн нэр томъёо нь зөвхөн 19-р зууны эхээр гарч ирсэн. Үүнийг Германы нэрт байгаль судлаач Кристиан Эренберг санал болгосон. "Прокариотууд" гэсэн ойлголт хожим нь электрон микроскоп бий болсон эрин үед үүссэн. Эхлээд эрдэмтэд янз бүрийн амьтдын эсийн генетикийн аппаратын бүтцийн ялгааг тогтоожээ. Э. Чаттон 1937 онд организмыг энэ шинж чанарын дагуу хоёр бүлэгт нэгтгэхийг санал болгосон: про- ба эукариотууд. Энэ хуваагдал өнөөг хүртэл оршсоор байна. 20-р зууны хоёрдугаар хагаст прокариотууд өөрсдийнхөө дунд археи ба бактери гэсэн ялгааг олж мэдсэн.
Гадаргууны аппаратын онцлог
Прокариотуудын гадаргуугийн аппарат нь мембран ба эсийн хананаас бүрдэнэ. Эдгээр хэсэг бүр өөрийн гэсэн шинж чанартай байдаг. Тэдний мембран нь липид ба уургийн давхар давхаргаас үүсдэг. прокариотууд,бүтэц нь нэлээд анхдагч бөгөөд тэдгээр нь эсийн хананы хоёр төрлийн бүтэцтэй байдаг. Тиймээс грам эерэг бактерийн хувьд энэ нь голчлон пептидогликанаас бүрддэг, 80 нм хүртэл зузаантай, мембрантай нягт зэргэлдээ байрладаг. Энэ бүтцийн онцлог шинж чанар нь олон тооны молекулууд нэвтэрдэг нүхнүүд байдаг. Грам сөрөг бактерийн эсийн хана нь маш нимгэн байдаг - дээд тал нь 3 нм хүртэл. Энэ нь мембрантай нягт наалддаггүй. Прокариотуудын зарим төлөөлөгчид гадна талдаа салст бүрхэвчтэй байдаг. Энэ нь организмыг хатах, механик гэмтлээс хамгаалж, нэмэлт осмосын саад үүсгэдэг.
Прокариот эрхтэнүүд
Прокариот ба эукариотуудын эсийн бүтэц нь үндсэндээ тодорхой органеллуудаас бүрддэг өөрийн гэсэн мэдэгдэхүйц ялгаатай байдаг. Эдгээр байнгын бүтэц нь организмын хөгжлийн түвшинг бүхэлд нь тодорхойлдог. Тэдний ихэнх нь прокариотуудад байдаггүй. Эдгээр эсүүд дэх уургийн нийлэгжилт нь рибосомоор явагддаг. Усны прокариотууд нь аэросом агуулдаг. Эдгээр нь хөвөх чадварыг хангаж, организмын усанд орох түвшинг зохицуулдаг хийн хөндий юм. Зөвхөн прокариотууд нь мезосом агуулдаг. Цитоплазмын мембраны эдгээр атираа нь зөвхөн прокариот эсийг микроскопоор бэлтгэх явцад химийн бэхэлгээний аргыг ашиглах үед л үүсдэг. Бактери ба археагийн хөдөлгөөний эрхтэнүүд нь cilia эсвэл flagella юм. Мөн субстраттай хавсралтыг уух замаар гүйцэтгэдэг. Уургийн цилиндрээс үүссэн эдгээр бүтцийг мөн вилли ба фимбриа гэж нэрлэдэг.
Нуклеоид гэж юу вэ
Гэхдээ хамгийн чухал ялгаа нь прокариот ба эукариотуудын генийн бүтэц юм. Эдгээр бүх организмууд удамшлын мэдээлэлтэй байдаг. Эукариотуудад энэ нь үүссэн цөм дотор байрладаг. Энэхүү хоёр мембрантай органелл нь нуклеоплазм, дугтуй, хроматин хэмээх өөрийн гэсэн матрицтай байдаг. Энд зөвхөн генетикийн мэдээллийг хадгалахаас гадна РНХ молекулын нийлэгжилтийг хийдэг. Цөмд тэд дараа нь уургийн нийлэгжилтийг хариуцдаг органелл болох рибосомын дэд хэсгүүдийг үүсгэдэг.
Прокариот генийн бүтэц илүү энгийн. Тэдний удамшлын материалыг нуклеоид буюу цөмийн бүсээр төлөөлдөг. Прокариотуудын ДНХ нь хромосомд ороогүй, харин дугуй хэлбэртэй хаалттай бүтэцтэй байдаг. Нуклеоид нь РНХ болон уургийн молекулуудыг агуулдаг. Сүүлийнх нь үйл ажиллагааны хувьд эукариот гистонтой төстэй. Тэд ДНХ-ийн давхардал, РНХ-ийн синтез, химийн бүтцийг засах, нуклейн хүчлийн задралд оролцдог.
Амьдралын үйл ажиллагааны онцлог
Бүтэц нь нарийн төвөгтэй биш прокариотууд амьдралын нэлээд төвөгтэй үйл явцыг явуулдаг. Энэ бол хоол тэжээл, амьсгалах, өөрийн төрлийн нөхөн үржихүй, хөдөлгөөн, бодисын солилцоо юм … Зөвхөн нэг микроскоп эс энэ бүхнийг хийх чадвартай, хэмжээ нь 250 микрон хүртэл байдаг! Тиймээс энгийн байдлын тухай л харьцангуй ярьж болно.
Прокариотуудын бүтцийн онцлог нь тэдний физиологийн механизмыг тодорхойлдог. Жишээлбэл, тэд эрчим хүчийг гурван аргаар хүлээн авах боломжтой. Эхнийх ньисгэх. Үүнийг зарим бактери гүйцэтгэдэг. Энэ процесс нь исэлдэлтийн урвал дээр суурилдаг бөгөөд энэ үед ATP молекулууд нийлэгждэг. Энэ бол химийн нэгдэл бөгөөд хуваагдах явцад хэд хэдэн үе шаттайгаар энерги ялгардаг. Тиймээс үүнийг дэмий хоосон "эсийн зай" гэж нэрлэдэггүй. Дараагийн арга бол амьсгалах явдал юм. Энэ үйл явцын мөн чанар нь органик бодисын исэлдэлт юм. Зарим прокариотууд фотосинтез хийх чадвартай байдаг. Жишээ нь хөх-ногоон замаг, нил ягаан бактери нь эсэд нь пластид агуулдаг. Гэхдээ археа нь хлорофиллгүй фотосинтез хийх чадвартай. Энэ процессын явцад нүүрстөрөгчийн давхар исэл тогтдоггүй, харин ATP молекулууд шууд үүсдэг. Энэ бол жинхэнэ фотофосфоржилт юм.
Хоолны төрөл
Бактери ба археа нь прокариотууд бөгөөд тэдгээрийн бүтэц нь янз бүрийн аргаар хооллох боломжийг олгодог. Тэдний зарим нь автотроф юм. Эдгээр организмууд өөрсдөө фотосинтезийн явцад органик бодисыг нэгтгэдэг. Ийм прокариотуудын эсүүд хлорофилл агуулдаг. Зарим бактери нь тодорхой органик нэгдлүүдийг задлах замаар эрчим хүчийг олж авдаг. Тэдний хоол тэжээлийн төрлийг химотроф гэж нэрлэдэг. Энэ бүлгийн төлөөлөгчид нь төмөр, хүхрийн бактери юм. Бусад нь зөвхөн бэлэн нэгдлүүдийг шингээдэг. Тэднийг гетеротроф гэж нэрлэдэг. Тэдний ихэнх нь шимэгчдийн амьдралын хэв маягийг удирдаж, зөвхөн бусад амьтдын эсийн дотор амьдардаг. Энэ бүлгийн төрөл зүйл нь бас сапротроф юм. Тэд хаягдал бүтээгдэхүүнээр хооллодог эсвэлялзрах органик бодис. Таны харж байгаагаар прокариотуудын хооллох арга нь маш олон янз байдаг. Энэ нь тэднийг бүх амьдрах орчинд өргөн тархахад нөлөөлсөн.
Хуулбарлах маягтууд
Бүтэц нь нэг эсээр дүрслэгдсэн прокариотууд хоёр хэсэгт хуваагдан эсвэл нахиалах замаар үрждэг. Энэ онцлог нь мөн тэдний генетикийн аппаратын бүтцээс үүдэлтэй юм. Хоёртын хуваагдлын үйл явцын өмнө давхардал буюу ДНХ-ийн хуулбар явагддаг. Энэ тохиолдолд нуклейн хүчлийн молекулыг эхлээд задалж, дараа нь хэлхээ бүрийг нөхөх зарчмын дагуу хуваана. Үүний үр дүнд бий болсон хромосомууд туйл руу шилждэг. Эсийн хэмжээ нэмэгдэж, тэдгээрийн хооронд нарийсал үүсч, дараа нь эцсийн тусгаарлалт үүсдэг. Зарим бактери нь бэлгийн бус нөхөн үржихүйн эс болох спор үүсгэх чадвартай.
Бактери ба археа: ялгах шинж чанарууд
Удаан хугацааны турш археа нь бактерийн хамт Дробянкагийн вант улсын төлөөлөгчид байв. Үнэн хэрэгтээ тэдгээр нь ижил төстэй бүтцийн шинж чанартай байдаг. Энэ нь юуны түрүүнд тэдний эсийн хэмжээ, хэлбэр юм. Гэсэн хэдий ч биохимийн судалгаагаар тэдгээр нь эукариоттой хэд хэдэн ижил төстэй байдгийг харуулсан. Энэ бол ферментийн мөн чанар бөгөөд түүний нөлөөн дор РНХ ба уургийн молекулуудын нийлэгжилтийн процесс явагддаг.
Хооллох арга барилын дагуу ихэнх нь химотроф юм. Түүгээр ч барахгүй архейгаар эрчим хүч олж авах явцад задардаг бодисууд нь илүү олон янз байдаг. Эдгээр нь нарийн төвөгтэй нүүрс ус бааммиак, металлын нэгдлүүд. Археагийн дунд автотрофууд бас байдаг. Ихэнхдээ тэд симбиотик харилцаанд ордог. Археагийн дунд шимэгч хорхой байдаггүй. Ихэнхдээ байгальд комменсал ба харилцан үзэлтнүүд олддог. Эхний тохиолдолд архей нь эзний биеийн бодисоор хооллодог боловч түүнд хор хөнөөл учруулахгүй. Энэ төрлийн симбиозоос ялгаатай нь харилцан хамааралтай байх нь хоёр организм хоёулаа ашиг тусаа өгдөг. Тэдний зарим нь метаген юм. Ийм археа нь хүн ба хивэгч хөхтөн амьтдын хоол боловсруулах системд амьдардаг бөгөөд энэ нь гэдэс дотор хэт их хий үүсэх шалтгаан болдог. Эдгээр организмууд хоёртын хуваагдал, нахиалах эсвэл хуваагдах замаар үрждэг.
Архей бараг бүх амьдрах орчныг эзэмшсэн. Тэд ялангуяа планктоны найрлагад олон янз байдаг. Эхэндээ бүх архейг халуун рашаан, давсжилт ихтэй усан сан, их хэмжээний даралттай гүнд амьдрах чадвартай тул экстремофиль гэж ангилдаг байсан.
Прокариотуудын байгаль ба хүний амьдрал дахь ач холбогдол
Байгаль дахь прокариотуудын үүрэг чухал. Юуны өмнө тэд дэлхий дээр үүссэн анхны амьд организмууд юм. Эрдэмтэд нян ба археа 3.5 тэрбум жилийн өмнө үүссэн болохыг тогтоожээ. Симбиогенезийн онол нь зарим эукариот эсийн органеллууд мөн тэдгээрээс үүссэн гэж үздэг. Ялангуяа бид пластид ба митохондрийн тухай ярьж байна.
Олон прокариотуудыг биотехнологид эм, антибиотик, фермент, гормон, бордоо, гербицид үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Хүн эрт дээр үеэс ашигтай шинж чанарыг ашиглаж ирсэнбяслаг, kefir, тараг, исгэсэн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх сүүн хүчлийн бактери. Эдгээр организмын тусламжтайгаар усан сан, хөрсийг цэвэршүүлэх, янз бүрийн металлын хүдрийг баяжуулах ажлыг гүйцэтгэдэг. Бактери нь хүний болон олон амьтдын гэдэсний микрофлорыг бүрдүүлдэг. Тэд археатай хамт олон бодисыг эргэлтэнд оруулдаг: азот, төмөр, хүхэр, устөрөгч.
Нөгөө талаар олон тооны бактери нь аюултай өвчний үүсгэгч бодис бөгөөд олон төрлийн ургамал, амьтны популяцийг зохицуулдаг. Үүнд тахал, тэмбүү, холер, боом, сахуу зэрэг өвчин багтана.
Тиймээс прокариотуудыг эсүүд нь үүссэн цөмгүй организм гэж нэрлэдэг. Тэдний генетикийн материалыг дугуй хэлбэртэй ДНХ молекулаас бүрдэх нуклеоидоор төлөөлдөг. Орчин үеийн организмуудаас нян ба архей нь прокариотуудад хамаардаг.
